内容正文:
第一章 电磁感应与现代生活
电磁感应——划时代的发现
电让我们听到优美的声音:磁带
电让我们生活更充实:无线充电
电让城市更美丽
新课题的提出
传统的英格兰科学研究方法中有一种叫做对称思维的方法。
奥斯特电流磁效应的发现和接踵而来的研究成果,极大地激励了英国学术界
如果你处于当时的英国,你会想到什么呢?
新课题的提出
英国的法拉第认为:
电和磁是一对和谐对称的自然现象。
依据:磁化和静电感应现象
猜想:磁铁应该可以感应出电流!
信念:一定要转磁为电!
思维定势路漫长
法拉第日记
未显示作用
毫无反应
不行
从普通的磁铁中获得电的希望,时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。
偶然发现犹迷茫
1831年8月29日
法拉第线圈:与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现已成为著名的科学文物。
开关
电池组
电流计
当开关闭合或断开时,小针都突然跳动一下
法拉第把这种现象定名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。”
磁生电“是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
可以引起感应电流的情况:变化的电流、变化的磁场、运动的磁铁、在磁场中运动的导体等。
深入探究得真谛
探究感应电流产生的条件
通过法拉第发现电磁感应的过程,你能归纳出产生感应电流的条件吗?
磁铁的动作 表针的摆动情况 磁铁的动作 表针的摆动情况
N极插入线圈 S极插入线圈
N极停在线圈中 S极停在线圈中
N 极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出
摆动
不摆动
摆动
不摆动
摆动
摆动
实验1
把磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出
初中时的实验:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
部分电路切割磁感线,闭合回路有感应电流产生
结论1:
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第二级
第三级
第四级
第五级
实验2
探究感应电流的产生条件
操作 表针的摆动情况
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合,滑动变阻器不动
开关闭合,滑动变阻器触片滑动
摆动
不摆动
摆动
摆动
法拉第
(Michael Faraday,
1791~1867年)
磁生电是一种变化、运动的过程中才能出现的效应
电磁感应现象
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流。
探究感应电流的产生条件
法拉第
(Michael Faraday,
1791~1867年)
如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,则( )
A.Φa<Φb<Φc B.Φa>Φb>Φc
C.Φa<Φc<Φb D.Φa>Φc>Φb
1
磁通量可理解为穿过回路的净磁感线的条数
穿过a、b、c向里的磁感线条数一样多,向外的条数c > b > a
因此净磁感线条数a > b > c,即Φa>Φb>Φc.
········· ··
·· ··· ········
╳
如图所示的匀强磁场中有一个矩形的闭合导线框。在下列几种情况下,线框中是否产生感应电流?
没有
没有
有
2
3
怎样才能产生
感应电流呢?
设虚线框内有一匀强磁场,
要使线圈abcd中产生感应电流,
应采取什么措施?
a
b
c
d
B
1.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈远离导线移动时,线圈中有没有感应电流?
A
B
D
C
A
B
D
C
线圈和导线都不动,当导线中的电流I逐渐增大或减小时,线圈中有没有感应电流?为什么?
有感应电流
有感应电流
因为闭合回路的磁通量发生了变化
2.某一实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈甲和乙,如果线圈甲中电流i 和时间t的关系如下图所示的A、B、C、D 4种情况.哪种情况可以在线圈乙中观察到感应电流?
甲
乙
接电流表
i
i
i
i
t
t
t
t
A
B
C
D
情况B、C、D,均在线圈乙中产生变化的磁场
所以可以观察到感应电流
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